如何不让BUCK工作在DCM？

Part 01、前言

之前的文章我们讲了DCM缺点是会让环路响应突变，系统失稳，更高的峰值电流，更大的输出纹波，EMI特性恶化，如果我们的应用无法容忍DCM带来的任何突变，我们就必须设法让电源在所有负载条件下都保持在CCM运行。

我们该如何实现？

Part 02、别慌，一步步来

如何不让BUCK工作在DCM？我们首先得理解CCM和DCM的边界条件我们要知道DCM在何时发生。DCM的临界点BCM发生在电感谷值电流恰好为0时。

电感平均电流IL=Io (输出电流)

电感纹波电流 ΔI (峰峰值)

DCM发生在：IL平均值小于ΔIL/2纹波幅值时，即

有两种方案来避免BUCK工作在DCM。

方案1：增大电感值

这是最根本的硬件设计方法。ΔIL是由电感值L、开关频率fsw和电压决定的：

要避免DCM，我们的目标是让ΔIL尽可能小。从公式中可以看出，增大电感值L是减小ΔIL的最直接方法。

ΔIL 越小，进入DCM的门槛Io< ΔIL/2就越低。

举个例子，我们可以设定一个最小负载电流IO，要求电路在此电流之上必须保持CCM。假设我们设计一款BUCK，最大负载电流Io=3A，我们要求它在最小负载Io=0.5A时仍不能进入DCM。

我们在设计时，必须满足

同时，设计时所选的纹波率r'是基于最大负载电流定义的：

因此代入可得：整理得：

结论是只要我们在设计之初，选择一个足够大的电感，使得在3A满载下的电流纹波率r'不超过33.3%，也就是即ΔIL不超过3A × 0.333 = 1A，就能保证当负载电流降低到0.5A时，电路依然工作在CCM模式。

方案2：强制连续模式FCCM

对于采用同步整流，也就是使用下管MOSFET代替二极管的BUCK，许多芯片提供一种强制连续模式FCCM，Forced PWM模式。

在这种模式下，控制芯片会强制下管MOSFET在电感电流降至零后继续保持导通。这会导致电感电流反向流动，也就是从输出电容流回电感）。由于电流从未断续，因此电路在任何负载下都始终保持在CCM模式，其环路特性也始终保持为二阶系统，从而保证了环路的稳定性。

当然这种方式的代价是，在轻载下会消耗额外的能量，因为电流反向流动，导致轻载效率非常差。

DCM模式本身并无好坏之分，它是一种客观存在的工作状态。坏处是它会改变环路特性、增加峰值电流和纹波，好处是它能提升轻载效率，是追求待机功耗的应用的首选。作为硬件工程师，我们的任务不是简单地避免它，而是要预见和控制它。如果你不希望DCM发生，要么通过计算选择一个足够大的电感，要么选择一款支持FCCM模式的芯片。

世界不是非黑即白，而是看你是否接受！

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